JP2008089827A - Opto-electric transducer - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光素子を備えた光電気変換装置に関するものである。 The present invention relates to a photoelectric conversion apparatus including an optical element.
従来、光電気変換装置としては、例えば特許文献1の図9に記載されているように、電気信号を光信号に変換して発光する発光素子と、この発光素子に電気信号を送信するためのIC回路が形成され、発光素子が発光する側と反対側から一方面に実装される基板と、発光素子から基板の一方面と直交する方向に延びるように配設されて、発光素子が発光する光を伝送する導波路とを備えたものが知られている。なお、前記発光素子に代えて、受光して光信号を電気信号に変換する受光素子を用いることも可能である。 Conventionally, as a photoelectric conversion device, for example, as described in FIG. 9 of Patent Document 1, a light emitting element that emits light by converting an electric signal into an optical signal, and an electric signal for transmitting the light signal to the light emitting element An IC circuit is formed, the substrate mounted on one surface from the side opposite to the light emitting element emits light, and disposed so as to extend from the light emitting element in a direction perpendicular to one surface of the substrate, so that the light emitting element emits light. One having a waveguide for transmitting light is known. Instead of the light emitting element, it is also possible to use a light receiving element that receives light and converts an optical signal into an electric signal.
また、特許文献1の図9に記載された光電気変換装置では、基板の他方面に、配線基板に設けられた雌型の電気コネクタと着脱可能な雄型の電気コネクタが設けられており、これらの電気コネクタ同士が接続されることによって、基板と配線基板とが電気的に接続されるようになっている。
しかしながら、前記のような構成では、導波路が発光素子から基板の一方面と直交する方向に延びるように配設されているため、装置全体の高さはかなり高くなる。 However, in the configuration as described above, since the waveguide is disposed so as to extend from the light emitting element in a direction orthogonal to the one surface of the substrate, the height of the entire apparatus becomes considerably high.
ここで、特許文献1の図3に記載されているように、基板の端面に電気コネクタを設けて、発光素子の発光する方向を配線基板と平行な方向にすることも考えられるが、このようにしても少なくとも発光素子の大きさ分や制御IC素子の大きさ分の装置高さが必要になるため、装置高さをあまり抑えることはできない。 Here, as described in FIG. 3 of Patent Document 1, an electrical connector may be provided on the end face of the substrate so that the light emitting element emits light in a direction parallel to the wiring substrate. However, the height of the device is at least as large as the size of the light emitting element and the size of the control IC element, so that the height of the device cannot be suppressed so much.
そこで、本出願の出願人は、装置の低背化を図ることができるようにするために、光素子を発光する側または受光する側からマウント基板の一方面に実装し、このマウント基板に光素子用のIC回路を設けるとともにマウント基板の一方面またはその反対側の他方面に外部コネクタと着脱可能な電気コネクタを設け、さらに光素子と光学的に結合する導波路をマウント基板の一方面または他方面に沿うようにマウント基板に設けた光電気変換装置を提案した。 Therefore, the applicant of the present application mounts the optical element on one side of the mount substrate from the light emitting side or the light receiving side so that the apparatus can be reduced in height, and the optical element is mounted on the mount substrate. An IC circuit for the element is provided and an electrical connector that can be attached to and detached from the external connector is provided on one surface of the mount substrate or the other surface on the opposite side, and a waveguide that is optically coupled to the optical element is provided on one surface of the mount substrate or A photoelectric conversion device provided on the mount substrate along the other surface has been proposed.
この光電気変換装置であれば、マウント基板の板厚方向における装置全体の高さを抑えることができ、装置の低背化を図ることができる。 With this photoelectric conversion device, the overall height of the device in the thickness direction of the mount substrate can be suppressed, and the device can be reduced in height.
このような光電気変換装置においては、マウント基板と電気コネクタとの間にインターポーザ基板(中間基板)を配し、該インターポーザ基板により電極パターンを変換してマウント基板と電気コネクタとを電気的に接続することが考えられるが、このようにするとインターポーザ基板の分だけ部品点数が増加しコストが上昇するため、さらなる部品点数の削減を図ることが望まれる。 In such a photoelectric conversion device, an interposer substrate (intermediate substrate) is disposed between the mount substrate and the electrical connector, and the electrode pattern is converted by the interposer substrate to electrically connect the mount substrate and the electrical connector. However, since the number of parts increases by the amount corresponding to the interposer substrate and the cost increases, it is desired to further reduce the number of parts.
本発明は、このような要望に鑑み、部品点数の削減ができる光電気変換装置を提供することを目的とする。 An object of this invention is to provide the photoelectric conversion apparatus which can reduce a number of parts in view of such a request.
請求項1の発明は、電気信号を光信号にまたは光信号を電気信号に変換する光素子と、この光素子に電気信号を送信するまたは光素子から電気信号を受信するためのIC回路と、前記光素子および前記IC回路が実装されるマウント基板と、外部コネクタと着脱可能な電気コネクタと、前記光素子と光学的に結合する導波路とを備え、前記導波路は、前記マウント基板の前記光素子および前記IC回路が実装される一方面またはその反対側の他方面に設けられた、前記光信号の光路を略90度変換するミラー部と、このミラー部から前記マウント基板の端面まで延びるように当該マウント基板の一方面または他方面に沿って設けられた内部導波路と、前記内部導波路と光学的に結合する外部導波路とを有する光電気変換装置であって、前記外部導波路は、前記マウント基板の端面に接合される光電複合フレキシブル配線板に設けられ、前記光電複合フレキシブル配線板には、前記マウント基板および前記電気コネクタに各々対応する電極ピッチの電極と、これらの電極同士を電気的に接続する電気接続部とが設けられており、前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の各電極に電気的に接続されることで、前記光電複合フレキシブル配線板の電気接続部において電極ピッチを変更しつつ前記マウント基板および前記電気コネクタを電気的に接続することを特徴とするものである。 The invention of claim 1 is an optical element that converts an electrical signal into an optical signal or an optical signal into an electrical signal, and an IC circuit that transmits an electrical signal to or receives an electrical signal from the optical element, A mounting substrate on which the optical element and the IC circuit are mounted; an electrical connector that can be attached to and detached from an external connector; and a waveguide that is optically coupled to the optical element, wherein the waveguide includes the mounting substrate. A mirror portion that is provided on one surface on which the optical element and the IC circuit are mounted or the other surface on the opposite side, and that extends the optical path of the optical signal by approximately 90 degrees, and extends from the mirror portion to the end surface of the mount substrate Thus, a photoelectric conversion device having an internal waveguide provided along one or the other surface of the mount substrate and an external waveguide optically coupled to the internal waveguide, The waveguide is provided on a photoelectric composite flexible wiring board joined to an end face of the mount substrate. The photoelectric composite flexible wiring board includes electrodes having electrode pitches respectively corresponding to the mount substrate and the electrical connector, and An electrical connection portion that electrically connects the electrodes, and the mount substrate and the electrical connector are electrically connected to each electrode of the photoelectric composite flexible wiring board, whereby the photoelectric composite flexible wiring The mount substrate and the electrical connector are electrically connected while changing the electrode pitch at the electrical connection portion of the plate.
請求項2の発明は、請求項1に記載の光電気変換装置において、前記光電複合フレキシブル配線板は、前記マウント基板の端面から延びた後に前記マウント基板の一方面側に折り返す形状を有することで、当該光電複合フレキシブル配線板の一面を前記マウント基板の一方面に対面させており、前記マウント基板が前記光電複合フレキシブル配線板の一面に電気的に接続された状態で搭載されるとともに、前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の他面に電気的に接続された状態で搭載され、前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板を挟んで略対向位置に配されることを特徴とするものである。 According to a second aspect of the present invention, in the photoelectric conversion device according to the first aspect, the photoelectric composite flexible wiring board has a shape that extends from an end surface of the mount substrate and then turns back to one surface side of the mount substrate. The one side of the photoelectric composite flexible wiring board faces one side of the mount substrate, the mount substrate is mounted in a state of being electrically connected to one side of the photoelectric composite flexible wiring board, and the electric A connector is mounted in a state where it is electrically connected to the other surface of the photoelectric composite flexible wiring board, and the mount substrate and the electrical connector are arranged at substantially opposite positions with the photoelectric composite flexible wiring board interposed therebetween. It is what.
請求項3の発明は、請求項1に記載の光電気変換装置において、前記光電複合フレキシブル配線板は、前記マウント基板の端面から延びた後に前記マウント基板の一方面側に折り返す形状を有することで、当該光電複合フレキシブル配線板の一面を前記マウント基板の一方面に対面させており、前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の一面に電気的に接続された状態で搭載されていることを特徴とするものである。 According to a third aspect of the present invention, in the photoelectric conversion device according to the first aspect, the photoelectric composite flexible wiring board has a shape that extends from an end surface of the mount substrate and then turns back to one surface side of the mount substrate. The one side of the photoelectric composite flexible wiring board faces one side of the mount board, and the mount board and the electrical connector are mounted in a state of being electrically connected to one side of the photoelectric composite flexible wiring board. It is characterized by being.
請求項4の発明は、請求項1に記載の光電気変換装置において、前記マウント基板が前記光電複合フレキシブル配線板の一面に導電性部材を介して電気的に接続されており、前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の一面または他面に電気的に接続された状態で搭載されていることを特徴とするものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the photoelectric conversion apparatus according to the first aspect, the mount substrate is electrically connected to one surface of the photoelectric composite flexible wiring board via a conductive member, and the electric connector is It is mounted in a state of being electrically connected to one surface or the other surface of the photoelectric composite flexible wiring board.
請求項1の発明によれば、光電複合フレキシブル配線板の電気接続部で電極ピッチを変更しつつマウント基板と電気コネクタとを電気的に接続したから、導波路として機能する光電複合フレキシブル配線板にインターポーザ基板(中間基板)としての機能も持たせることができる。これにより、インターポーザ基板が不要となり、部品点数を削減することができる。 According to the invention of claim 1, since the mount substrate and the electrical connector are electrically connected while changing the electrode pitch at the electrical connection portion of the photoelectric composite flexible wiring board, the photoelectric composite flexible wiring board functioning as a waveguide is obtained. A function as an interposer substrate (intermediate substrate) can also be provided. This eliminates the need for an interposer substrate and reduces the number of components.
請求項2の発明によれば、光電複合フレキシブル配線板をマウント基板の一方面を覆うように配したので、マウント基板の一方面に実装された光素子およびIC回路に対する電磁シールドの効果が得られるようになる。
According to the invention of
請求項3の発明によれば、光電複合フレキシブル配線板をマウント基板の一方面を覆うように配したので、マウント基板の一方面に実装された光素子およびIC回路に対する電磁シールドの効果が得られるようになる。また、マウント基板および電気コネクタを光電複合フレキシブル配線板の同一面に搭載したので、装置の低背化を図ることができる。
According to the invention of
請求項4の発明によれば、光電複合フレキシブル配線板の屈曲箇所を少なくすることができるので、屈曲形状に起因する光信号の損失を抑えることができる。 According to invention of Claim 4, since the bending location of a photoelectric composite flexible wiring board can be decreased, the loss of the optical signal resulting from a bending shape can be suppressed.
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。 Hereinafter, the best mode for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
まず、図1〜図7を参照して、本出願人が以前に提案した光電気変換装置1Aを参考例として説明する。この光電気変換装置1Aは、一の配線基板2に電気コネクタ6,7同士の嵌合によって装着される発光側光電気変換部(E/Oモジュールともいう)1A1と、他の配線基板2に同じく電気コネクタ6,7同士の嵌合によって装着される受光側光電気変換部(O/Eモジュールともいう)1A2と、これらの変換部1A1,1A2を光学的に連結する外部導波路9とを備えている。
First, with reference to FIGS. 1 to 7, the
なお、本明細書では、図1の上下方向を上下方向、図1の紙面と直交する方向を左右方向というとともに、発光側光電気変換部1A1に対しては図1の右側を前方、左側を後方といい、受光側光電気変換部1A2に対しては図1の左側を前方、右側を後方という。 In the present specification, the vertical direction in FIG. 1 is referred to as the vertical direction, the direction orthogonal to the paper surface in FIG. 1 is referred to as the horizontal direction, and the right side in FIG. The left side of FIG. 1 is referred to as the front side and the right side is referred to as the rear side with respect to the light-receiving side photoelectric conversion unit 1A2.
発光側光電気変換部1A1は、平面視で前後方向に延びる長方形状をなすマウント基板3を備えている。このマウント基板3の下面となる一方面3aには、図2に示すように、電気信号を光信号に変換して発光する発光素子4Aと、この発光素子4Aに電気信号を送信するためのIC回路50Aが形成されたIC基板5Aとが実装されているとともに、これら4A,5Aを下方から覆うようにヘッダ型電気コネクタ(以下、単に「ヘッダ」という)6が設けられている。また、マウント基板3の一方面3aには、発光素子4Aの駆動用電源ラインや信号ラインが配線パターン36で形成されている(図4参照)。さらに、マウント基板3には、発光素子4Aの真上となる位置に発光素子4Aが発光する光の光路を略90°変換するミラー部33が設けられているとともに、発光素子4Aと光学的に結合する内部導波路31がミラー部33からマウント基板3の前端面3bまで延びるように設けられている。
The light emission side photoelectric conversion unit 1A1 includes a
発光素子4Aは、上下方向に扁平な正方形板状の形状を有し、上面から上方に発光するものであり、発光する側からマウント基板3の一方面3aに実装されている。この発光素子4Aとしては、半導体レーザーであるVCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)が採用されている。IC基板5Aは、VCSELを駆動させるドライバICであり、上下方向に扁平な正方形板状の形状を有し、発光素子4Aの近傍に配置されている。そして、発光素子4AおよびIC基板5Aは、金または半田からなるバンプ11(図3参照)でマウント基板3の配線パターン36に接続されている。なお、発光素子4Aとしては、LED等も採用可能であるが、LED等はVCSEL等のレーザーダイオードに比べて高速発振が難しく、数百MHz以下の伝送帯域での使用が条件となり、その場合には低価格という点で有利である。
The
マウント基板3は、実装時の熱の影響や使用環境による応力の影響を避けるために、剛性が必要である。また、光伝送の場合は、発光素子から受光素子までの光伝送効率が必要になるので、光素子を高精度に実装することや使用中の熱影響による位置変動を極力抑制する必要がある。このため、マウント基板3としては、シリコン基板が採用されている。また、マウント基板3は、発光素子4Aと線膨張係数の近い材料で構成されていることが好ましく、シリコン以外には、VCSEL材料と同系統のGaAs等の化合物半導体や窒化アルミ等のセラミックで構成されていてもよい。
The
ミラー部33は、マウント基板3がエッチングされることにより形成された45°傾斜面に金、銀、銅やアルミニウムを蒸着やスパッタ等の製法で成膜することにより形成することができる。なお、45°傾斜面は、シリコン結晶のエッチング速度の違いを利用した異方性エッチングにより形成することができる。異方性エッチングには、例えば水酸化カリウム水溶液やTMAH(水酸化テトラメチルアンモニウム)水溶液等の強アルカリが用いられる。
The
内部導波路31は、マウント基板3の一方面3aに沿って設けられており、発光素子4Aが発光する光をマウント基板3の一方面3aと平行な方向に伝送するものである。この内部導波路31は、屈折率の異なる2種類の樹脂から構成されている。具体的には、内部導波路31は、図3に示すように、屈折率の高い樹脂からなるコア31aと、コア31aを周囲から覆う屈折率の低い樹脂からなるクラッド31bとで構成されており、マウント基板3に形成された導波路形成用溝32内に配設されている。コア31aおよびクラッド31bのサイズは、発光素子4Aの発散角度と後述する受光素子4Bの受光径等による光損失計算から決定される。なお、内部導波路31は、樹脂以外にも石英等の光透過性のある材料であれば無機材料で構成されていてもよい。
The
導波路形成用溝32は、前記45°傾斜面を形成するのと同様に、異方性エッチングにより形成することができる。なお、異方性エッチング以外にも、導波路形成用溝32の形成には、反応性イオンエッチング等のドライエッチングの形成方法がある。
The
図4および図5(a)(b)に示すように、断面略矩形状の導波路形成用溝32と45°傾斜面とを異方性エッチングにより形成するときには、それらのエッチング条件は異なる。すなわち、エッチング溶液の組成が異なる。従って、エッチングを2回に分けて行う必要がある。ただし、どちらを先に行ってもよい。
As shown in FIGS. 4 and 5A and 5B, when the
あるいは、導波路形成用溝32を45°傾斜面と同時に形成するときには、図5(c)および(d)に示すように、導波路形成用溝32の断面形状が略台形状になって導波路形成用溝32の溝幅が大きくなる。導波路形成用溝32は、発光素子4A用のボンディングパッドにかからなければ問題ないため、このようにすることも可能である。
Alternatively, when the
マウント基板3の前端面3bには、外部導波路9が光学用接着剤によって接合されるようになっており、この接合により、内部導波路31は外部導波路9と光学的に結合されるようになる。なお、ミラー部33から外部導波路9までの距離が短ければ、単に空気中に光を伝搬させるようにしても損失が少ない場合があるため、この場合には、内部導波路31を省略して、ミラー部33から外部導波路9に直接光を入射させるようにしてもよい。
The
外部導波路9は、樹脂型光導波路を薄型化したフレキシブルなフィルム状のものを用いた方が取り扱い上便利である。つまり、フィルム状の外部導波路9であれば、屈曲性に優れており、例えば携帯電話等の折り曲げ部に使用しても問題ない。折り曲げの曲率によっては光の損失が発生することもあるが、これはコアとクラッドの屈折率差を大きくすることによって低減させることが可能である。なお、外部導波路9としては、フィルム状のもの以外でも、石英系ファイバやプラスチックファイバであってもよい。
As the
ヘッダ6は、配線基板2に設けられた外部コネクタであるソケット型電気コネクタ(以下、単に「ソケット」という)7と着脱可能なものである。なお、ヘッダ6とソケット7は相互に入れ替え可能であり、マウント基板3にソケット7が設けられ、配線基板2にヘッダ6が設けられていて、ヘッダ6が外部コネクタとなっていてもよい。
The
ソケット7は、図6(a)に示すように、平面視で前後方向に延びる略長方形状をなしている。このソケット7は、ソケット本体72と、このソケット本体72に保持される端子71とを有しており、ソケット本体72には、平面視で長方形枠状の嵌合凹部72aが設けられていて、この嵌合凹部72a内に端子71が露出している。また、端子71の端部は、ソケット本体72から左右方向に張り出しており、この端部が図略の半田等によって配線基板2の上面に形成された図略の配線パターンに接続されている。ソケット7は、通常はリフローによって配線基板2に実装される。
As shown in FIG. 6A, the
一方、ヘッダ6は、図6(b)に示すように、下面視でソケット7よりも一回り小さな前後方向に延びる略長方形状をなしている。このヘッダ6は、ヘッダ本体62と、このヘッダ本体62に保持される端子61とを有しており、ヘッダ本体62には、ソケット7の嵌合凹部72aに嵌合可能な下面視で長方形枠状の嵌合凸部62aが設けられていて、この嵌合凸部62aの表面に端子61が露出している。また、端子61の端部は、ヘッダ本体62から左右方向に張り出しており、この端部が半田ボール10によってマウント基板3の配線パターン36に接続されている。また、ヘッダ6のマウント基板3への実装には、半田ボール以外にも端子用ポストやピン等を用いることが可能である。なお、マウント基板3と半田ボール10を含めた高さは、1mm程度である。
On the other hand, as shown in FIG. 6B, the
そして、ヘッダ6の嵌合凸部62aがソケット7の嵌合凹部72aに差し込まれてそれらが嵌合すると、端子61,71同士が接触して配線基板2の配線パターンとマウント基板3の配線パターン36とが電気的に接続されるようになる。このときのソケット7の下面からヘッダ6の上面までの高さは1mm程度である。このため、発光側光電気変換部1A1を配線基板2に装着したときの配線基板2の上面からマウント基板3の上面となる他方面3cまでの高さは2mm程度となる。
Then, when the fitting
受光側光電気変換部1A2の基本的な構成は、発光側光電気変換部1A1と同様であるため、詳細な説明は省略する。なお、発光側光電気変換部1A1と異なる点としては、図7に示すように、マウント基板3の一方面3aに、受光して光信号を電気信号に変換する受光素子4Bと、この受光素子4Bから電気信号を受信するためのIC回路50Bが形成されたIC基板5Bとが実装されている点である。受光素子4Bとしては、PDが採用されており、IC基板5Bは、電流・電圧の変換を行うTIA(Trans-impedance Amplifier)素子である。また、マウント基板3には、アンプ素子が実装されることもある。
Since the basic configuration of the light-receiving side photoelectric conversion unit 1A2 is the same as that of the light-emitting side photoelectric conversion unit 1A1, detailed description thereof is omitted. The light-emitting side photoelectric conversion unit 1A1 is different from the light-emitting side photoelectric conversion unit 1A1 in that a
以上説明したような参考例の光電気変換装置1Aでは、発光素子4Aまたは受光素子4Bが実装されるマウント基板3の一方面3aにヘッダ6を設けるとともに、内部導波路31をマウント基板3の一方面3aと平行な方向に延びるように設けたから、マウント基板3の板厚方向における装置全体の高さを抑えることができ、装置の低背化を図ることができる。
In the
次に、図8および図9を参照して、本発明の第1実施形態に係る光電気変換装置1Bを説明する。この光電気変換装置1Bは、参考例の光電気変換装置1Aを改良したものであるため、参考例と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。また、この光電気変換装置1Bにおいても、受光側光電気変換部は発光側光電気変換部と同様であるため、発光側光電気変換部1B1のみを図示して説明する。
Next, with reference to FIG. 8 and FIG. 9, the
第1実施形態の発光側光電気変換部1B1では、図8に示すように、マウント基板3の前端面3bに平板状の光電複合フレキシブル配線板90が接合されている。この光電複合フレキシブル配線板90には、光信号を伝播するための外部導波路9と電気信号を伝達するための図略の電気ケーブルとが内設されている。
In the light emitting photoelectric conversion unit 1B1 of the first embodiment, a flat photoelectric composite
また、光電複合フレキシブル配線板90は、当該光電複合フレキシブル配線板90の一面90aがマウント基板3の一方面3aに対面するように、マウント基板3の前端面3bから延びるとともにマウント基板3の一方面3a側にU字状に折り返す形状を有しており、これによってマウント基板3の一方面3aが光電複合フレキシブル配線板90により覆われている。
The photoelectric composite
そして、マウント基板3が光電複合フレキシブル配線板90の一面90aに半田ボール15を介して電気的に接続された状態で搭載されるとともに、ヘッダ6が光電複合フレキシブル配線板90の他面90bに半田110を介して電気的に接続された状態で搭載されている。また、マウント基板3とヘッダ6とは、光電複合フレキシブル配線板90を挟んで略対向するように位置決めされて配設されている。これにより、マウント基板3およびヘッダ6が、光電複合フレキシブル配線板90、半田110および半田ボール15により電気的に接続されている。
The
以下、光電複合フレキシブル配線板90について詳細に説明する。
Hereinafter, the photoelectric composite
光電複合フレキシブル配線板90のうちマウント基板3およびヘッダ6が搭載される領域には、図9に示すように、当該光電複合フレキシブル配線板90を厚さ方向に貫通する円筒状の貫通配線91が複数設けられている。この貫通配線91は、当該光電複合フレキシブル配線板90に内設された外部導波路9に機能的に干渉することのない位置に設けられている。
As shown in FIG. 9, in the photoelectric composite
また、光電複合フレキシブル配線板90のマウント基板3側の一面90aには、図9(a)に示すように、配線パターン92が形成されている。この配線パターン92は、発光素子4A用の端子部92aと、IC基板5A用の端子部92bと、配線部92cとにより構成されている。端子部92aおよび92bは、マウント基板3上の配線パターン36(図4参照)に対応するピッチ(電極ピッチ)で配されており、配線部92cによって貫通配線91に電気的に接続されている。これらの端子部92a,92bは、半田ボール15を介してマウント基板3上の配線パターン36に電気的に接続され、さらには該配線パターン36を介して発光素子4A,IC基板5Aに電気的に接続されるようになっている。なお、端子部92a,92bは、本発明の「マウント基板に対応する電極ピッチの電極」に相当している。
Further, as shown in FIG. 9A, a
一方、光電複合フレキシブル配線板90のヘッダ6側の他面90bには、図9(b)に示すように、配線パターン93が形成されている。この配線パターン93は、端子部93aと、配線部93bとにより構成されている。端子部93aは、配線部93bによって貫通配線91に電気的に接続されている。また、端子部93aは、ヘッダ6の端子61に対応するピッチで配されている、つまり、ヘッダ6の端子61に対応する位置に形成されており、半田110を介してヘッダ6の端子61に電気的に接続されるようになっている。なお、端子部93aは、本発明の「電気コネクタに対応する電極ピッチの電極」に相当している。
On the other hand, a
上記構成の光電複合フレキシブル配線板90によれば、その一面90aに形成された端子部92a,92bと、その他面90bに形成された端子部93aとが、配線部92c,貫通配線91および配線部93bにより電気的に接続されることとなる。すなわち、配線部92c,貫通配線91および配線部93bが、本発明の「電気接続部」に相当している。
According to the photoelectric composite
これにより、第1実施形態の発光側光電気変換部1B1では、光電複合フレキシブル配線板90の配線部92c,貫通配線91および配線部93bにおいて電極パターンを変換して電極ピッチを変更しつつ、該光電複合フレキシブル配線板90を介してマウント基板3とヘッダ6とが電気的に接続されるようになっている。このような光電複合フレキシブル配線板90を用いることによって、マウント基板3の配線パターンの自由度を向上させることができる。
Thereby, in the light emission side photoelectric conversion part 1B1 of 1st Embodiment, while changing an electrode pattern in the
この第1実施形態であれば、光電複合フレキシブル配線板90の配線部92c,貫通配線91および配線部93bで電極ピッチを変更しつつマウント基板3とヘッダ6とを電気的に接続するようにしたから、導波路として機能する光電複合フレキシブル配線板90にインターポーザ基板(中間基板)としての機能も持たせることができる。これにより、インターポーザ基板が不要となり、部品点数を削減することができる。
In the first embodiment, the
また、光電複合フレキシブル配線板90をマウント基板3の一方面3aを覆うように配したので、マウント基板3の一方面3aに実装された発光素子4AおよびIC基板5Aに対する電磁シールドの効果が得られるようになる。
Further, since the photoelectric composite
次に、図10および図11を参照して、本発明の第2実施形態に係る光電気変換装置1Cを説明する。この光電気変換装置1Cも、参考例の光電気変換装置1Aを改良したものであるため、参考例と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。また、この光電気変換装置1Cにおいても、受光側光電気変換部は発光側光電気変換部と同様であるため、発光側光電気変換部1C1のみを図示して説明する。
Next, with reference to FIG. 10 and FIG. 11, the photoelectric conversion apparatus 1C according to the second embodiment of the present invention will be described. Since this photoelectric conversion apparatus 1C is also an improvement of the
第2実施形態の発光側光電気変換部1C1では、マウント基板3に光電複合フレキシブル配線板190が接合され、マウント基板3とヘッダ6とが光電複合フレキシブル配線板190を介して電気的に接続される点で上記第1実施形態と同様であるが、ヘッダ6の前記光電複合フレキシブル配線板190への搭載箇所が第1実施形態と異なっている。
In the light emission side photoelectric conversion unit 1C1 of the second embodiment, the photoelectric composite
すなわち、第2実施形態では、図10に示すように、マウント基板3が光電複合フレキシブル配線板190の一面190aに半田ボール15を介して電気的に接続された状態で搭載されるとともに、ヘッダ6も光電複合フレキシブル配線板190の一面190aに半田110を介して電気的に接続された状態で搭載されている。すなわち、マウント基板3とヘッダ6とが、光電複合フレキシブル配線板190の一面190aに互いに隣接した状態で配されている。これにより、マウント基板3およびヘッダ6が、光電複合フレキシブル配線板190、半田110および半田ボール15により電気的に接続されている。
That is, in the second embodiment, as shown in FIG. 10, the
以下、光電複合フレキシブル配線板190について詳細に説明する。
Hereinafter, the photoelectric composite
光電複合フレキシブル配線板190の一面190aには、図11に示すように、マウント基板3およびヘッダ6が搭載される領域に、配線パターン191が形成されている。この配線パターン191は、端子部191a,191bおよび191cと、配線部191dとにより構成されている。端子部191a,191bは、マウント基板3上の配線パターン36に対応するピッチで配されている。そして、端子部191aは、半田ボール15およびマウント基板3上の配線パターン36を介して発光素子4Aに電気的に接続されており、端子部191bは、半田ボール15および配線パターン36を介してIC基板5Aに電気的に接続されている。
On one
また、端子部191cは、ヘッダ6の端子61に対応するピッチで配されている、つまり、ヘッダ6の端子61に対応する位置に形成されており、半田110を介してヘッダ6の端子61に電気的に接続されている。そして、端子部191aおよび191bは、配線部191dによって端子部191cに電気的に接続されている。この第2実施形態では、端子部191a,191bが、本発明の「マウント基板に対応する電極ピッチの電極」に相当し、端子部191cが、本発明の「電気コネクタに対応する電極ピッチの電極」に相当し、配線部191dが、本発明の「電気接続部」に相当している。
The
上記構成により、第2実施形態の発光側光電気変換部1C1では、光電複合フレキシブル配線板190の配線部191dにおいて電極パターンを変換して電極ピッチを変更しつつ、該光電複合フレキシブル配線板190を介してマウント基板3とヘッダ6とが電気的に接続されるようになっている。
With the above configuration, in the light emitting photoelectric conversion unit 1C1 of the second embodiment, the photoelectric composite
この第2実施形態であれば、上記第1実施形態の効果に加えて、以下の効果を得ることができる。すなわち、マウント基板3およびヘッダ6を光電複合フレキシブル配線板190の同一面に搭載したので、装置の低背化を図ることができる。
If it is this 2nd Embodiment, in addition to the effect of the said 1st Embodiment, the following effects can be acquired. That is, since the
次に、図12および図13を参照して、本発明の第3実施形態に係る光電気変換装置1Dを説明する。この光電気変換装置1Dも、参考例の光電気変換装置1Aを改良したものであるため、参考例と同一構成部分には同一符号を付して、その説明は省略する。また、この光電気変換装置1Dにおいても、受光側光電気変換部は発光側光電気変換部と同様であるため、発光側光電気変換部1D1のみを図示して説明する。
Next, with reference to FIG. 12 and FIG. 13, the photoelectric conversion apparatus 1D according to the third embodiment of the present invention will be described. Since this photoelectric conversion apparatus 1D is also an improvement of the
第3実施形態の発光側光電気変換部1D1では、マウント基板3に光電複合フレキシブル配線板290が接合され、マウント基板3とヘッダ6とが該光電複合フレキシブル配線板290を介して電気的に接続される点で上記第1および第2実施形態と同様であるが、この第3実施形態では、光電複合フレキシブル配線板290がU字状に折り返されておらず、マウント基板3が光電複合フレキシブル配線板290に搭載されていない。
In the light emitting photoelectric conversion unit 1D1 of the third embodiment, a photoelectric composite
すなわち、第3実施形態では、図12に示すように、マウント基板3の一方面3aと光電複合フレキシブル配線板290の一面290aとに亘って導電ペースト(導電性部材)94が塗布されており、該導電ペースト94によってマウント基板3が光電複合フレキシブル配線板290に電気的に接続されている。なお、導電ペースト94以外の例えば配線部材等を用いることもできる。また、ヘッダ6が、マウント基板3の前端面3bから略直線状に延びる光電複合フレキシブル配線板290の一面290aに半田110を介して電気的に接続された状態で搭載されている。これにより、マウント基板3およびヘッダ6が、導電ペースト94と光電複合フレキシブル配線板290と半田110とにより電気的に接続されている。
That is, in the third embodiment, as shown in FIG. 12, a conductive paste (conductive member) 94 is applied across one
以下、マウント基板3および光電複合フレキシブル配線板290について詳細に説明する。
Hereinafter, the
マウント基板3の一方面3aには、図13に示すように、外部電気接続用端子部36aと、配線部36bと、発光素子4A用およびIC基板5A用の端子部36cとにより構成される配線パターン36が形成されている。
On one
また、光電複合フレキシブル配線板290の一面290aには、ヘッダ6が搭載される領域に、配線パターン291が形成されている。この配線パターン291は、端子部291aおよび291bと、配線部291cとにより構成されている。端子部291aは、マウント基板3上の外部電気接続用端子部36aに対応するピッチで配されており、導電ペースト94を介してマウント基板3上の外部電気接続用端子部36aに電気的に接続されている。また、端子部291bは、ヘッダ6の端子61に対応するピッチで配されている、つまり、ヘッダ6の端子61に対応する位置に形成されており、半田110を介してヘッダ6の端子61に電気的に接続されている。そして、端子部291aおよび291bは、配線部291cによって互いに電気的に接続されている。この第3実施形態では、端子部291aが、本発明の「マウント基板に対応する電極ピッチの電極」に相当し、端子部291bが、本発明の「電気コネクタに対応する電極ピッチの電極」に相当し、配線部291cが、本発明の「電気接続部」に相当している。
A
上記構成により、第3実施形態の発光側光電気変換部1D1では、光電複合フレキシブル配線板290の配線部291cにおいて電極パターンを変換して電極ピッチを変更しつつ、該光電複合フレキシブル配線板290を介してマウント基板3とヘッダ6とが電気的に接続されるようになっている。
With the above configuration, in the light emitting photoelectric conversion unit 1D1 of the third embodiment, the photoelectric composite
この第3実施形態であれば、導波路として機能する光電複合フレキシブル配線板290を合理的に利用して、マウント基板3とヘッダ6とを電気的に接続することができるので、インターポーザ基板(中間基板)が不要となり、部品点数を削減することができる。
According to the third embodiment, the optoelectronic composite
また、光電複合フレキシブル配線板290の屈曲箇所を少なくすることができるので、屈曲形状に起因する光信号の損失を抑えることができる。
Further, since the number of bent portions of the photoelectric composite
また、マウント基板3およびヘッダ6を光電複合フレキシブル配線板290の同一面側に配したので、装置の低背化を図ることができる。
Further, since the
本実施形態では、光電気変換装置1Bとして、発光側光電気変換部1B1から受光側光電気変換部に光信号が送られる一方向通信型のものを示したが、光電気変換装置1Bは、発光側光電気変換部1B1に受光素子4Bを実装するとともに受光側光電気変換部に発光素子4Aを実装し、かつ、マウント基板3に複数の導波路31を形成した双方向通信型のものであってもよい。また、光電気変換装置1Bは、少なくとも発光側光電気変換部1B1または受光側光電気変換部の一方を備えていればよい。また、一方向通信型、双方向通信型の両方において、1チャンネルの通信について説明しているが、アレイ形状の受発光素子を実装して、多チャンネル通信であってもよく、外部導波路9も複数の導波路が形成されたものを使用すればよい。
In the present embodiment, as the
また、上記第3実施形態では、ヘッダ6が光電複合フレキシブル配線板290の一面290aに電気的に接続された状態で搭載されている例について示したが、これに限らず、図14に示すように、ヘッダ6が光電複合フレキシブル配線板290の他面290bに電気的に接続された状態で搭載されていてもよい。この場合、光電複合フレキシブル配線板290の一面290aに形成されたマウント基板3に対応する電極ピッチの電極(端子部)と、他面290bに形成されたヘッダ6に対応する電極ピッチの電極(端子部)とを電気的に接続するための貫通配線等の電気接続部を光電複合フレキシブル配線板290に設ければよい。
Moreover, in the said 3rd Embodiment, although the
1B,1C,1D 光電気変換装置
2 配線基板
3 マウント基板
3a 一方面
3b 前端面
3c 他方面
31 内部導波路
33 ミラー部
4A 発光素子
4B 受光素子
5A,5B IC基板
50A,50B IC回路
6 ヘッダ型電気コネクタ
7 ソケット型電気コネクタ
9 外部導波路
90,190,290 光電複合フレキシブル配線板
90a,190a,290a 一面
90b,290b 他面
94 導電ペースト
1B, 1C, 1D
Claims (4)
前記外部導波路は、前記マウント基板の端面に接合される光電複合フレキシブル配線板に設けられ、
前記光電複合フレキシブル配線板には、前記マウント基板および前記電気コネクタに各々対応する電極ピッチの電極と、これらの電極同士を電気的に接続する電気接続部とが設けられており、
前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の各電極に電気的に接続されることで、前記光電複合フレキシブル配線板の電気接続部において電極ピッチを変更しつつ前記マウント基板および前記電気コネクタを電気的に接続することを特徴とする光電気変換装置。 An optical element that converts an electrical signal into an optical signal or an optical signal into an electrical signal, an IC circuit for transmitting an electrical signal to or receiving an electrical signal from the optical element, the optical element, and the IC circuit A mounting substrate on which the optical connector is mounted, an electrical connector that can be attached to and detached from an external connector, and a waveguide that is optically coupled to the optical element. The waveguide includes the optical element and the IC circuit of the mounting substrate. A mirror portion provided on one surface to be mounted or the other surface on the opposite side, which converts the optical path of the optical signal by approximately 90 degrees, and one of the mount substrates extending from the mirror portion to the end surface of the mount substrate. A photoelectric conversion device having an internal waveguide provided along a direction or the other surface and an external waveguide optically coupled to the internal waveguide,
The external waveguide is provided on a photoelectric composite flexible wiring board bonded to an end face of the mount substrate,
The photoelectric composite flexible wiring board is provided with electrodes having electrode pitches respectively corresponding to the mount substrate and the electrical connector, and an electrical connection portion that electrically connects these electrodes,
The mount substrate and the electrical connector are electrically connected to each electrode of the photoelectric composite flexible wiring board, so that the mount substrate and the electrical are changed while changing the electrode pitch at the electrical connection portion of the photoelectric composite flexible wiring board. A photoelectric conversion apparatus characterized in that a connector is electrically connected.
前記マウント基板が前記光電複合フレキシブル配線板の一面に電気的に接続された状態で搭載されるとともに、
前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の他面に電気的に接続された状態で搭載され、
前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板を挟んで略対向位置に配されることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。 The photoelectric composite flexible wiring board has a shape that extends from an end surface of the mount substrate and then turns back to one surface side of the mount substrate so that one surface of the photoelectric composite flexible wiring board faces one surface of the mount substrate. And
The mount substrate is mounted in a state of being electrically connected to one surface of the photoelectric composite flexible wiring board,
The electrical connector is mounted in a state of being electrically connected to the other surface of the photoelectric composite flexible wiring board,
2. The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the mount substrate and the electrical connector are disposed substantially opposite to each other with the photoelectric composite flexible wiring board interposed therebetween.
前記マウント基板および前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の一面に電気的に接続された状態で搭載されていることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。 The photoelectric composite flexible wiring board has a shape that extends from an end surface of the mount substrate and then turns back to one surface side of the mount substrate so that one surface of the photoelectric composite flexible wiring board faces one surface of the mount substrate. And
2. The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the mount substrate and the electrical connector are mounted in a state of being electrically connected to one surface of the photoelectric composite flexible wiring board.
前記電気コネクタが前記光電複合フレキシブル配線板の一面または他面に電気的に接続された状態で搭載されていることを特徴とする請求項1に記載の光電気変換装置。 The mount substrate is electrically connected to one surface of the photoelectric composite flexible wiring board via a conductive member,
2. The photoelectric conversion apparatus according to claim 1, wherein the electrical connector is mounted in a state of being electrically connected to one surface or the other surface of the photoelectric composite flexible wiring board.
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